(57)【要約】  ある程度の施工誤差を許容できる連結構造とすることで、施工性に優れ、施工コストの低減が可能な合理的な鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造およびその構築方法を提供する。間隔をおいて打設された鋼管矢板１どうしを鋼矢板２で連結して連結壁構造とするにあたり、鋼管矢板１の側部に長手方向に連続するスリット３ａを有する連結部材３を設け、鋼矢板２の端部をスリット部分３ａに長手方向から嵌合する。この連結部に鋼管矢板１どうしの施工誤差を吸収するための所定の遊びｕを設ける。鋼管矢板１と鋼矢板２の連結部に、施工誤差を吸収できるだけの十分な空間を設けることで、鋼管矢板２の施工打ち延び、打ち縮みが生じたとしても、容易に鋼矢板２の端部を嵌合し設置することができる。
2011125347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼管矢板の側部に長手方向に連続するスリットを有する連結部材を設け、前記鋼矢板の端部を前記スリット部分に長手方向から嵌合することで、前記連結部材と鋼矢板の端部が連結されており、この連結部材と鋼矢板の端部との連結部に前記鋼管矢板どうしの施工誤差を吸収するための遊びを設けてあることを特徴とする鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項２】
前記連結部材内に止水材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項３】
前記鋼矢板の端部に前記スリットからの抜け出しを防止するためのストッパー部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項４】
前記連結部材は略円形であり、その外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）との関係が式（１）の関係を満たすことを特徴とする請求項１、２または３記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【数１】
2011125347.tif 000012
【請求項５】
前記連結部材の外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）、さらに式（２）の条件を満たすことを特徴とする請求項４記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【数２】
2011125347.tif 000013
Φ：連結部材の外径、
ｔ：連結部材の板厚、
σy：連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py：鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
ｂ：連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さ
【請求項６】
前記鋼矢板は、軸方向と直角な断面における両端部に平坦な区間を有する鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項７】
前記鋼矢板は、Ｕ形鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項８】
前記鋼矢板の連結位置を前記鋼管矢板の中立軸より偏芯させてあることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法であって、先に前記鋼管矢板を所定間隔をおいて打設し、後から前記鋼矢板を前記鋼管矢板どうしを連結する形で打設することを特徴とする鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、護岸や擁壁の土留め壁などに用いられる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造およびその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
護岸や擁壁といった土留め壁には、土圧や水圧によって土留め部材を曲げようとする力が作用し、その結果、土留め壁は力の作用方向へ曲げ変形が生じ、場合によっては滑動や転倒が生じることが危惧される。【０００３】
土留め壁の設計では、上述の滑動や転倒が生じないよう、十分な深度まで根入れを行い、壁の変形量を構造物に規定される許容値以下に抑えるため、十分な断面剛性を有する壁部材を適用し、経済性の観点から、これらを満たす範囲内で最適な部材、断面、長さを決定する。また、壁高や地盤条件、地震時の震度によっては、地盤への壁部材の貫入長さが長くなるため、十分に施工性に優れる部材であることが重要である。【０００４】
一般的に、土留め壁としては、図６に示すような、（ａ）自立式構造、（ｂ）控え式構造、（ｃ）切梁式構造があり、用途によって使い分けられている。特に、背面用地に制約があり、十分なスペースが確保できない場合などは、（ａ）の自立式構造が適用される。【０００５】
自立式構造には、一例として、例えば図７に示すようなハット形鋼矢板２が用いられるが、壁高が高い護岸・擁壁や、壁に許容される変形量が小さく、十分な壁剛性が必要な場合などには、図８に示すような鋼管に嵌合用の連結部材３が設けられた断面剛性に優れる鋼管矢板１が多く用いられている。【０００６】
鋼矢板および鋼管矢板は、地盤への貫入性にも優れ、施工方法も現場のニーズに合わせて種々存在する。例えば、急速施工が求められる場合には、バイブロハンマ工法などが用いられ、また、近隣に民家などが存在する都市部では、低振動・低騒音施工が可能な油圧圧入工法が適用できるなど施工性に優れた壁部材である。【０００７】
また、従来技術として、非特許文献１（アルセロール・ミッタル社のカタログ）には、図９に示すような鋼管矢板１に設けた鉤状断面の継手部材３３とＺ形鋼矢板（Ｚ形鋼矢板３２を２枚連結して実質的に図７の鋼矢板と同様の形態としたもの）の継手３２ｃを嵌合して壁構造とする技術が記載されている。【０００８】
また、特許文献１には、鋼管矢板と直線矢板を用いた防波堤として、所定間隔をあけて設置した鋼管矢板間に、その鋼管矢板の下端部から海底地盤面と同じか、またはやや上方まで直線矢板を介設してなる防波堤が記載されている。【０００９】
この他、特許文献２には、異形壁体構成部材の接続構造として、複数の鋼矢板を継手どうしを嵌合させてなる矢板壁どうし接続する交差位置の壁面にスリットを有する筒状継手を取り付け、他方の矢板壁の鋼矢板の端部を嵌合できるようにしたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０２−２１３５０８号公報
【特許文献２】特許第４２３１４２９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】“Steel Sheet Piling General Catalogue 2008”,ArcelorMittal,  2008年,  p.34
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した非特許文献１に記載された壁構造において、一般的には先に鋼管矢板が所定間隔をおいて打設され、その後、鋼管矢板どうしをつなぐ形で鋼矢板が打設される。【００１３】
しかしながら、連結部の空間が狭いため、施工時に連結部を嵌合させることが難しく、これを行うためには、別途、位置合わせ用のテンプレートを設置し、厳密な管理の元、打設を行うなどが必要である。そのため、施工コストの増加や現場での作業手間の問題がある。【００１４】
また、場合によっては、施工時の打ち延び、打ち縮みにより、部材を嵌合することができず、一旦、設置済みの部材を引き抜いた後に、再度打設しなければならないなど、大幅な施工コストアップや工期延長にもつながる恐れがある。【００１５】
一方、鋼管部材と鋼矢板を壁方向に交互に打設することも考えられるが、その場合も連結部の空間が狭いため打設手間がかかることや、部材ごとに打設機械の入れ替えが必要であるなど、施工手間がかかり施工コストが大きく増加するため非合理的である。【００１６】
また、止水性を考えても、止水材を十分に充填する空間が設けられておらず、壁として止水機能を十分に発揮することが難しい。【００１７】
鋼管矢板と直線矢板をつなぐ構造である特許文献１記載の発明の場合も、非特許文献１記載の発明と同様の問題がある。【００１８】
本発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造について、ある程度の施工誤差を許容できる連結構造とすることで、施工性に優れ、施工コストの低減が可能な合理的な鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造およびその構築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願の請求項１に係る発明は、間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼管矢板の側部に長手方向に連続するスリットを有する連結部材を設け、前記鋼矢板の端部を前記スリット部分に長手方向から嵌合することで、前記連結部材と鋼矢板の端部が連結されており、この連結部材と鋼矢板の端部との連結部に前記鋼管矢板どうしの施工誤差を吸収するための遊びを設けてあることを特徴とするものである。【００２０】
本発明は、原則的には先に所定間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしの間に、後からこれらを連結する形で、鋼矢板を打設することを想定しており、その場合、鋼管矢板の打設装置あるいは打設方法と鋼矢板の打設装置あるいは打設方法が異なる場合でも、いちいち装置あるいは打設方法を変えなくても連続して施工を行うことができる。【００２１】
その上で、鋼矢板の端部を鋼管矢板に設けた連結部材のスリット部分に嵌合する際、所定の遊びが形成されていることで、打設した鋼管矢板どうしの間隔にある程度の施工誤差があっても、鋼矢板の設置位置を壁方向に調節可能で、スムーズに施工を行うことができる。【００２２】
すなわち、非特許文献１に記載された発明では特殊なテンプレートを用いて高い精度で施工しなければならず、施工が困難となり、最悪は施工不可となる場合があるのに対し、本発明ではそのような過度な施工管理が要求されず、施工性が改善され、工期の短縮、コストの低減が図れる。【００２３】
請求項２は、請求項１に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記連結部材内に止水材が充填されていることを特徴とするものである。【００２４】
これは、壁構造に止水機能が必要とされる場合であり、連結部材と鋼矢板の端部の連結部分に、遊びとともに止水材を充填するのに十分な空間を確保しておくことで、壁構造に止水性を与えることができる。【００２５】
請求項３は、請求項１または２に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板の端部に前記スリットからの抜け出しを防止するためのストッパー部材が設けられていることを特徴とするものである。【００２６】
ストッパー部材は、特に施工中に鋼矢板の端部が連結部材のスリットから抜け出して離脱してしまうのを防止する効果が大きい。【００２７】
請求項４は、請求項１、２または３に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記連結部材は略円形であって、その外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）との関係が式（１）の関係を満たすことを特徴とするものである。
【数１】
2011125347.tif 000003
【００２８】
鋼矢板の両端部には爪部（継手）が普通は備わっているが、連結部材の内径が７０ｍｍ以上（外径としては（７０＋２ｔ）ｍｍ以上）であれば、過度な施工管理が要求されず、鋼矢板と容易に嵌合することができる。一方、継手部材の径が大きすぎると施工性に支障をきたす恐れがあるが、２７０ｍｍ以下であれば施工性が良好である。【００２９】
請求項５は、請求項４に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記連結部材の外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）、さらに式（２）の条件を満たすことを特徴とするものである。
【数２】
2011125347.tif 000004
Φ：連結部材の外径、
ｔ：連結部材の板厚、
σy：連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py：鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
ｂ：連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さ【００３０】
鋼製壁の継手部材の形状がさらに式（２）を満たしていれば、材料コスト面でもより効率的である。【００３１】
請求項６は、請求項１〜５に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、軸方向と直角な断面における両端部に平坦な区間を有する鋼矢板であることを特徴とするものである。【００３２】
このような両端部に平坦な区間を有する鋼矢板の代表的なものとしては、図７に示したようなハット形鋼矢板などを用いることができる。【００３３】
この場合、遊びを平坦部の幅に対応する間隔とすることで、その間隔に対応する施工誤差を許容することができる。【００３４】
請求項７は、請求項１〜６に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、Ｕ形鋼矢板であることを特徴とするものである。【００３５】
両端部に平坦な区間がないＵ形鋼矢板の場合、連結部の遊びを利用してＵ形鋼矢板を壁構造の前後方向に変位させることで連結作業をスムーズに行うことができる。【００３６】
請求項８は、請求項１〜７に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板の連結位置を前記鋼管矢板の中立軸より偏芯させてあることを特徴とするものである。【００３７】
これは、主として壁構造の壁面位置の調整のためであり、遊びによる施工性の向上は基本的には請求項１〜７の場合と同様である。【００３８】
請求項９は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法であって、先に前記鋼管矢板を所定間隔をおいて打設し、後から前記鋼矢板を前記鋼管矢板どうしを連結する形で打設することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３９】
本発明では、鋼管矢板と鋼矢板の連結部に施工誤差に応じた遊びを確保する構成としたことで、打設された鋼管矢板どうしの間隔にある程度の施工誤差が生じてもそのまま連結することができ、施工性に優れた鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築が可能となる。【００４０】
また、止水性が要求される場合には、遊びを設けた空間に止水材を充填することで容易に対処することができる。【００４１】
施工時の鋼矢板端部の抜け出しについては、鋼矢板の連結部に、ストッパー部材を設けることで、鋼管矢板の連結部から離脱することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態における鋼管矢板と鋼矢板の連結部の構造を示したもので、（ａ）は施工誤差がない場合の平面図、（ｂ）は鋼管矢板の項間隔が計画より狭くなった場合の平面図、（ｃ）は鋼管矢板の項間隔が計画より広くなった場合の平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ鋼管矢板に設けられる連結部材の例を示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は鋼管矢板間を連結する鋼矢板を示した平面図であり、（ａ）はハット形鋼矢板の場合、（ｂ）は直線形鋼矢板の場合、（ｃ）はＵ形鋼矢板の場合、（ｄ）はＺ形鋼矢板の場合である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ鋼矢板端部の連結部にストッパー部材を設けた場合の例を示す平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は鋼管矢板に対し鋼矢板を偏芯させて連結した場合の構造を示した平面図であり、（ａ）はハット形鋼矢板の場合、（ｂ）は直線形鋼矢板の場合である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来の一般的な土留め構造の例を示したものであり、（ａ）は自立式構造の断面図、（ｂ）は控え式構造の断面図、（ｃ）は切梁式構造の斜視図である。
【図７】従来のハット形鋼矢板の形態を示した断面図である。
【図８】従来の鋼管矢板壁の一例を示す平面図である。
【図９】従来の鋼管矢板とＺ形鋼矢板とからなる連結壁構造の一例（非特許文献１記載の構造）を示したもので、（ａ）は連結壁構造の平面図、（ｂ）は鋼管矢板とＺ形鋼矢板の継手部分の詳細を示す平面図である。
【図１０】図１の実施形態の連結部における応力分布の解析図である。
【図１１】連結部材の板厚ｔを１１ｍｍに固定し、外径Φを１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１６５．２ｍｍ、２００ｍｍとした場合の変形または挙動が生じる時の荷重Ｐと外径Φとの関係を数値解析して示したグラフである。
【図１２】本発明に係る連結部の構造を片持ち梁に置き換えてモデル化した図である。
【図１３】図１２の片持ち梁モデルによる解析から求めた連結部材の板厚ｔと連結部材の径Φの関係を示したグラフである。
【図１４】連結部材の外径をΦ＝２００ｍｍに固定し、板厚を１１ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍとした場合の継手部のＦＥＭ解析結果による板厚ｔと荷重Ｐの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明を添付した図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下に示される実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
図１は本発明の一実施形態における鋼管矢板と鋼矢板の連結部の構造を示したもので、（ａ）は施工誤差がない場合の平面図、（ｂ）は鋼管矢板の項間隔が計画より狭くなった場合の平面図、（ｃ）は鋼管矢板の項間隔が計画より広くなった場合の平面図である。
【００４５】
本発明の連結壁構造は、鋼管矢板１と鋼矢板２が連結される構造であって、その連結部に施工誤差を吸収するための空間を設けている。すなわち、間隔をおいて打設された鋼管矢板１どうしを鋼矢板２で連結して連結壁構造とするにあたり、鋼管矢板１の側部に長手方向に連続するスリット３ａを有する連結部材３を設け、鋼矢板２の端部をスリット部分３ａに長手方向から嵌合することで、連結部材３と鋼矢板２の端部が連結され、この連結部材３と鋼矢板２の端部との連結部に鋼管矢板１どうしの施工誤差を吸収するための所定の遊びｕを設けている。
【００４６】
鋼管矢板１と鋼矢板２の連結壁構造では、場合によっては、鋼管矢板１、鋼矢板２をそれぞれ別途の施工機械を準備し、壁構造を構築することになる。その場合、施工性を考慮して、鋼管矢板１を先に打設し、その後鋼矢板２を打設する場合や、その逆のケースが想定される。
【００４７】
このとき、鋼管矢板１と鋼矢板２の連結部の空間が小さいと施工が困難であり、最悪の場合、打設時に連結部が競り合うことで損傷したり、打設不能となることが懸念される。
【００４８】
そのため、図１に示すように、鋼管矢板１と鋼矢板２の連結部に許容される鋼管矢板１どうしの施工誤差に対応する空間を十分確保することで、施工性に優れた鋼管矢板１と鋼矢板２の連結壁構造の構築が可能となる。なお、この場合でも、高い施工精度で施工する目的でテンプレートを用いて位置合わせしながら施工してもよい。
【００４９】
すなわち、鋼管矢板１と鋼矢板２の連結部に、施工誤差を吸収できるだけの十分な空間を設けることで、鋼管矢板２の施工打ち延び（図１（ｂ）参照）、打ち縮み（図１（ｃ）参照）が生じたとしても、容易に鋼矢板２の端部を嵌合し設置することが可能となる。
【００５０】
鋼管矢板１の連結部材は、例えば図２に示す鋼管にスリット３ａが入った部材３（図２（ａ）参照）やアングル４３を組み合わせ、間にスリット４３ａを形成した部材（図２（ｂ）参照）など、施工性の確保に十分な空間が確保されていれば良く、特に限定されない。
【００５１】
また、鋼矢板も、図３に示すハット形鋼矢板２（図３（ａ）参照）、直線形鋼矢板１２（図３（ｂ）参照）、Ｕ形鋼矢板２２（図３（ｃ）参照）、Ｚ形鋼矢板３２（図３（ｄ）参照）など、鋼管矢板の連結部材と嵌合可能であれば良く、特に形状は限定されない。
【００５２】
このうち、図３（ａ）に示した継手部２ｂ、２ｃ横のアーム部に平坦な区間（平坦部２ａ）を有するハット形状の鋼矢板２は、通常用いられる図３（ｃ）のＵ形鋼矢板２２に比べて、鋼管矢板施工時の打ち伸び、打ち縮みに対する遊びｕの設定が容易で、施工性にも優れる。
【００５３】
ここで、図１の構造（図３（ａ）も同様）を例にとり、連結部材３の好適形状について説明する。
【００５４】
連結部材３の径が小さすぎると、鋼矢板２との嵌合が難しくなる。連結部材３の内径は７０ｍｍ以上であるのが好ましい。例えば、９００幅ハット形鋼矢板では両端部に長さ約５０ｍｍの継手部２ｂ、２ｃが備わっているが、連結部材３の内径が７０ｍｍ以上あれば、過度な施工管理が要求されず鋼矢板２と容易に嵌合することができる。一方、外径は、施工性の観点から２７０ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００５５】
また、図１の壁体の耐力は、鋼矢板２の降伏または連結部材３の変形（図１０参照）のいずれかで決定される。すなわち、一方が降伏又は変形する場合、もう一方は強度的に余裕があることになる。したがって、上記の降伏及び変形がほぼ同時に生じる条件（形状）が最も効率的であるといえる。このような条件を以下、計算例を用いつつ説明する。
【００５６】
連結部材３の板厚ｔを１１ｍｍに固定し、外径Φを１００ｍｍ、１２５ｍｍ、１６５．２ｍｍ、２００ｍｍとしたときの、変形又は挙動が生じるときの荷重Ｐと外径Φとの関係について数値解析により求めた結果を図１１に示す。この解析例では、鋼材の降伏応力を一般鋼相当のσ＝４００Ｎ／ｍ２、また、連結部材３と鋼矢板２とは長手方向（図１０でいえば紙面と垂直方向）の全長（計算上、単位長さとしての１ｍｍ）で嵌合しているとして、バイリニア型のモデルを適用した。
【００５７】
図１１では、外径Φが１２５ｍｍの前後で直線の勾配が変化している。これは、荷重Ｐに達したときの前記変形又は挙動が、外径１２５ｍｍの前後で異なっていることを示し、具体的にはΦ＜１２５ｍｍでは主として鋼矢板２が降伏しΦ＞１２５ｍｍでは主として連結部材３が変形していることを示す。
【００５８】
次に、図１１のような勾配変化点における連結部材３の外径Φと板厚ｔとの関係を求める。ここで、連結部の構造については、簡略化のため、図１２のような片持ち梁（長さＬ、奥行き方向長さｂ、板厚ｔ）の先端に荷重Ｐが加わったモデルを想定する。なお、長さＬは、厳密には、連結部材３と鋼管矢板１の鋼管本体とが固定されている箇所から、連結部材３のスリット３ａに荷重が作用するまでの長さを示すが、ここでは簡略化のため、これが連結部材３の外径と同等であるとして検討を行った。
【００５９】
このモデルにおいて、梁の固定端に発生する曲げモーメントＭ、梁の断面剛性Ｉ、梁に発生する応力σは、それぞれ式（ａ）〜（ｃ）で表わされる。
【数３】
2011125347.tif 000005
【数４】
2011125347.tif 000006
【数５】
2011125347.tif 000007
b：奥行き方向長さ、
t：梁（連結部材３）の板厚、
y：中立軸から梁端までの距離＝ｔ／２
【００６０】
ここで、矢板が降伏に至る作用荷重をＰyとすると、矢板が降伏するときに片方の梁に作用する荷重はＰy／２である。ここで、前述の勾配変化点は、梁（連結部材）と矢板とが同時に変形／降伏する条件であり、すなわち、梁に荷重Ｐy／２が作用したときに梁の応力が降伏応力σｙに達する条件である。そこで式（ｃ）にこれらを代入して変形すると、
【数６】
2011125347.tif 000008
となる。
【００６１】
さらに、上記の片持ち梁モデルから導出された式（ｄ）から梁の長さＬを連結部材３の外径Φに置き換えて（すなわち、次の式（２）’）、この式を図１の構造に適用することの妥当性を検証する。
【数７】
2011125347.tif 000009
Φ：連結部材３の外径、
ｔ：連結部材３の板厚、
σy：連結部材３に用いる鋼材の降伏応力、
Py：鋼矢板２が降伏に至る作用荷重、
ｂ：連結部材３と鋼矢板２とが嵌合されている長手方向の長さ
【００６２】
図１１における勾配変化点での作用荷重Ｐyは、Ｐy＝０．１２５(ｋＮ／ｍｍ)である。さらに、奥行き長さｂをｂ＝１（ｍｍ）、連結部材に用いられる鋼材の降伏応力σｙは、前述の通り一般鋼を想定したσｙ＝４００（Ｎ/ｍｍ2）として、これらを式（２）’に代入すると、
【数８】
2011125347.tif 000010
の関係が得られる。式（２）’’にｔ=１１（ｍｍ）を代入するとΦ≒１２９．５（ｍｍ）となり、ＦＥＭ解析で得られた解であるΦ＝１２５ｍｍと非常によく一致している。（図１３参照）
【００６３】
さらに別の検証として、連結部材３の外径をΦ＝２００ｍｍに固定し、板厚を１１ｍｍ、１４ｍｍ、１６ｍｍとしたときのＦＥＭ解析を行った。この結果を図１４に示す。図１４によれば、板厚１４ｍｍの前後で直線の勾配が変化している。一方、式（２）’’によればΦ＝２００ｍｍを代入したときの板厚ｔは、ｔ≒１３．７ｍｍであり、この例でもＦＥＭ解析から求まる勾配変化点と非常によく一致した。
【００６４】
実際の鋼管矢板１は、連結部材３の加工時や取付時に、径やスリット幅或いは溶接等にある程度バラつきがあると考えられる。連結部材３の板厚ｔを勾配変化点の板厚よりも同等か大きい構造、すなわち式（２）を満たす構造とすることが好ましい。
【数９】
2011125347.tif 000011
【００６５】
なお、鋼矢板部材の長さは、鋼管矢板１と同じ長さである必要はなく、鋼管矢板１より短くても良く、壁として背面土が流出しないように壁高さ以上の長さがあれば良い。
【００６６】
また、壁構造物に止水機能が期待される場合には、連結部に止水材を充填し止水処理を施すことが一般的に行われている。ここで、連結部の空間が狭い場合には、止水材の充填が困難なため十分に充填されず、止水機能が十分に発揮されないことが危惧される。
【００６７】
そのため、鋼管矢板１と鋼矢板２の連結部に止水材を充填するに十分なスペースが設けられる連結壁構造とすることで、十分な止水機能が期待できるとともに、止水処理に係る施工コストや手間を低減することができる。
【００６８】
止水処理としては、壁を設置後、連結部をウォータジェット工法などで掘削し、内部にモルタルや止水材を充填することがある。そのため、鋼管矢板と鋼矢板の連結部の空間としては、ウォータジェット工法による掘削が可能な広さであることが望ましい。
【００６９】
鋼管矢板１の連結部材３の一例としては、図２（ａ）に示したような、一般的に用いられる径Φ１６５．２ｍｍの鋼管に約３０ｍｍのスリット３ａが入った鋼管型連結部材があり、これを適用することで、鋼矢板２と連結した後でも、止水用の充填材を十分に充填することが可能となる。
【００７０】
鋼管矢板１と鋼矢板２の連結部に、十分な広さの空間を設けることで、打設性や止水処理の作業性は向上するが、広すぎると打設時に連結部が離脱してしまうことが懸念される。
【００７１】
そこで、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、鋼矢板２の継手部２ｃ（爪部）に、ストッパー部材４を設けることで、鋼管矢板１の連結部から離脱することを防止することができる。
【００７２】
この時のストッパー部材４としては、丸鋼や異形棒鋼、平鋼などが考えられ、それ以外の部材でも良く、特に限定されない。また、ストッパー部材４は、鋼矢板２の長手方向全長にわたって設けられる必要はなく、離散配置とすることで、加工コストや部材設置時の鋼矢板２のひずみ発生量などを抑制することができる。
【００７３】
図５（ａ）は鋼管矢板１に対しハット形鋼矢板２を偏芯させて連結した場合を示したもので、鋼矢板２の位置を鋼管矢板１の中心軸より偏芯させ、壁としての面を揃えることで、壁前面に化粧パネルを設置する場合などに施工性が向上する。
【００７４】
図５（ｂ）は同様に、鋼管矢板１に対し直線形鋼矢板１２を偏芯させて連結した場合を示したものである。
【符号の説明】
【００７５】
１…鋼管矢板、
２…鋼矢板（ハット形鋼矢板）、２ａ…平坦部、２ｂ、２ｃ…継手部、
３…連結部材、３ａ…スリット、
４…ストッパー部材、
１２…直線形鋼矢板、１２ｂ…継手部、
２２…Ｕ形鋼矢板、２２ｂ…継手部、
３２…Ｚ形鋼矢板、３２ｂ、３２ｃ…継手部、３３…継手部材、
４３…アングル、４３ａ…スリット、
ｕ…遊び
【図１】
2011125347.tif 000014
【図２】
2011125347.tif 000015
【図３】
2011125347.tif 000016
【図４】
2011125347.tif 000017
【図５】
2011125347.tif 000018
【図６】
2011125347.tif 000019
【図７】
2011125347.tif 000020
【図８】
2011125347.tif 000021
【図９】
2011125347.tif 000022
【図１０】
2011125347.tif 000023
【図１１】
2011125347.tif 000024
【図１２】
2011125347.tif 000025
【図１３】
2011125347.tif 000026
【図１４】
2011125347.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月23日(2012.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼管矢板の側部に長手方向に連続するスリットを有する連結部材を設け、前記鋼矢板の端部を前記スリット部分に長手方向から嵌合することで、前記連結部材と鋼矢板の端部が連結されており、この連結部材と鋼矢板の端部との連結部に前記鋼管矢板どうしの施工誤差を吸収するための遊びを設けてあるとともに、
前記連結部材は略円形であり、その外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）との関係が式（１）の関係を満たし、さらに
前記連結部材の外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）、さらに式（２）の条件を満たすことを特徴とする鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【数１】
2011125347.tif 000028
【数２】
2011125347.tif 000029
Φ：連結部材の外径、
ｔ：連結部材の板厚、
σy：連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py：鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
ｂ：連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さ
【請求項２】
前記連結部材内に止水材が充填されていることを特徴とする請求項１記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項３】
前記鋼矢板の端部に前記スリットからの抜け出しを防止するためのストッパー部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項４】
前記鋼矢板は、軸方向と直角な断面における両端部に平坦な区間を有する鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項５】
前記鋼矢板は、Ｕ形鋼矢板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項６】
前記鋼矢板の連結位置を前記鋼管矢板の中立軸より偏芯させてあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法であって、先に前記鋼管矢板を所定間隔をおいて打設し、後から前記鋼矢板を前記鋼管矢板どうしを連結する形で打設することを特徴とする鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本願の請求項１に係る発明は、間隔をおいて打設された鋼管矢板どうしを鋼矢板で連結してなる鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼管矢板の側部に長手方向に連続するスリットを有する連結部材を設け、前記鋼矢板の端部を前記スリット部分に長手方向から嵌合することで、前記連結部材と鋼矢板の端部が連結されており、この連結部材と鋼矢板の端部との連結部に前記鋼管矢板どうしの施工誤差を吸収するための遊びを設けてあるとともに、
前記連結部材は略円形であり、その外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）との関係が式（１）の関係を満たし、さらに
前記連結部材の外径Φ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）、さらに式（２）の条件を満たすことを特徴とするものである。
【数１】
2011125347.tif 000030
鋼矢板の両端部には爪部（継手）が普通は備わっているが、連結部材の内径が７０ｍｍ以上（外径としては（７０＋２ｔ）ｍｍ以上）であれば、過度な施工管理が要求されず、鋼矢板と容易に嵌合することができる。一方、継手部材の径が大きすぎると施工性に支障をきたす恐れがあるが、２７０ｍｍ以下であれば施工性が良好である。
【数２】
2011125347.tif 000031
Φ：連結部材の外径、
ｔ：連結部材の板厚、
σy：連結部材に用いる鋼材の降伏応力、
Py：鋼矢板が降伏に至る作用荷重、
ｂ：連結部材と鋼矢板とが嵌合されている長手方向の長さ
鋼製壁の継手部材の形状がさらに式（２）を満たしていれば、材料コスト面でもより効率的である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
請求項４は、請求項１〜３に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、軸方向と直角な断面における両端部に平坦な区間を有する鋼矢板であることを特徴とするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
請求項５は、請求項１〜４に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板は、Ｕ形鋼矢板であることを特徴とするものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
請求項６は、請求項１〜５に係る鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造において、前記鋼矢板の連結位置を前記鋼管矢板の中立軸より偏芯させてあることを特徴とするものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
これは、主として壁構造の壁面位置の調整のためであり、遊びによる施工性の向上は基本的には請求項１〜５の場合と同様である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
請求項７は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼管矢板と鋼矢板の連結壁構造の構築方法であって、先に前記鋼管矢板を所定間隔をおいて打設し、後から前記鋼矢板を前記鋼管矢板どうしを連結する形で打設することを特徴とするものである。
【国際調査報告】
2011125347.tif 000032
2011125347.tif 000033
2011125347.tif 000034
2011125347.tif 000035